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复杂网络为研究复杂性提供了全新的视角,众多复杂网络均存在突现现象,突现已成为复杂性研究中的热点问题。目前复杂网络的研究较少考虑网络的有向性和动态演化,各种具体复杂网络的研究正在陆续展开,其中的突现研究才刚起步。互联网快速发展促使网络论坛和电子文献大量涌现,在其中形成各种有向复杂关系网络,这些具体网络的演化规律及突现特性尚待研究。
论文总结了复杂网络发展特点及其研究重点和难点,分析了虚拟社区和引文网络存在的诸多共性。在此基础上,考虑以虚拟社区和引文网络为研究对象,从有向网络、动态演化的角度展开工作,试图发现其中的演化规律及突现特性。
首先,从实证和仿真两方面研究虚拟社区的演化。通过网络爬虫获取论坛数据,建立有向的虚拟社区网络,选取度分布、幂指数、标准网络结构熵等指标来刻画网络的动态演化。社区节点的微观作用产生宏观的整体特性,突现出幂律特性、较多的HUB节点,演化过程可描述为从“有序”到“无序”再到“稳定有序”的状态,其中还存在富人俱乐部现象。结合实证数据特点,细化节点交互规则后,建立了符合BBS虚拟社区的网络演化模型,通过分析仿真数据验证其有效性,可用于进一步解释虚拟社区的演化。
然后,采用类似的方法分析了引文网络演化特性,随着时间的推移,引文网络突现幂律特征及少量HUB节点,存在从“有序”到相对“无序”演变。结合文献元数据对引文网络做了进一步研究,描述了文献作者的舆论评价和文献重要性的计算方法,并分析了带舆论评价的引文网络中的突现语义。在带舆论评价的引文网络基础上进行简单的社区化分,将TFIDF算法同信息熵结合能有效地计算出引文社区主题。对于文献重要性和主题计算方法可用于其它社区网络的研究。
最后,在C#和Matlab平台下设计并实现了一个包含上述所有内容的复杂网络突现研究原型系统,增强了研究的可操作性,为进一步研究复杂网络及其中的突现现象奠定了基础。